浸没式膜-sbr反应器对焦化废水中nh3-h作的去除研究

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1、浸没式膜-SBR反应器对焦化废水中NH3-H作的去除研究　1前言　　焦化废水含有大量的有毒难降解物质和较高的含氮量，传统的生物处理往往工艺流程较长，处理效果较难达到要求。膜生物反应器（MembraneBioreactor）是通过膜分离强化生物处理效果的组合工艺。由于膜的截留作用，微生物不随出水流失，同时大分子难降解物质和微生物代谢产物也保留在反应器内，其中有些物质可能对微生物生理活动产生一些影响，使得膜生物反应器在NH3-N的去除中，具有不同于普通活性污泥法的性质。本试验通过一年多的运行，研究了在较长泥龄条件下，膜生物反应器对焦化废水中NH3-N的去除特点，并探讨了NH3

2、-N去除的影响因素。2试验材料和试验方法　　2.1试验装置及材料　　试验采用一体式膜生物反应器进行研究，试验装置如图1所示。反应器容积15L，膜组件采用PVDF中空纤维微滤膜，孔径0.15μm，膜面积0.22m2。　　2.2运行条件　　生物反应器的运行方式分为两阶段。　　阶段一：从1999年9月27日起的310天采用缺氧—好氧工艺运行，运行周期为24h，其中缺氧进水6h，曝气反应15h，膜排水2h（排水量11L），闲置1h。　　阶段二：2000年8月2日～9月23日（第311天～364天）为缺氧—好氧—缺氧方式运行（9月2日～23日排水量减为8L），周期仍为24h，缺氧进

3、水3.5（3）h，曝气15h，缺氧搅拌3.5（4.5）h，曝气排水2（1.5）h。　　试验期间除分析少量取泥外，污泥增长缓慢，基本不排泥。经核算，泥龄为600天。　　2.3膜组件运行情况　　排水采用恒通量方式，即固定排水量为0.14L/min，随着混合液浓度提高和膜面污染物的沉积，抽吸压力逐渐上升。为控制膜污染引起的压力上升。设定抽吸10min，停歇5min[1]，整个排水期分为8个周期。膜组件下部曝气和膜组件的垂直运动，在膜表面产生水流剪切作用，使吸附于膜面的污染物部分脱落，缓解压力上升。排水完毕，将膜组件用进水清洗后，冲洗水返回反应器内，膜用出水浸泡。系统运行一年多，

4、未进行化学清洗，运行稳定。3试验结果及分析　　3.1硝化效果的影响因素　　运行过程中，在保证温度、pH、溶解氧的条件下，进水NH3-N小于24mg/L时，出水NH3-N均小于5mg/L。春季，硝化启动后，系统进出水NH3-N变化见图2。　　系统受到以下因素影响较大：　　3.1.1冲击负荷的影响　　由图2分析，当进水NH3-N浓度突然升高，系统对NH3-N去除效果明显下降，污泥负荷甚至出现负值（这是因为异养菌受冲击负荷影响比硝化菌小，进水中的有机氮继续被异养菌转化为NH3-N，从而使出水NH3-N高于进水），需要经过一段时间（5天以上）才能恢复。　　系统耐冲击负荷的能力较差

5、，主要由于反应器内微生物多数呈分散生长，相对于传统活性污泥法中的污泥絮体中集中生长的微生物来讲，抗冲击负荷的能力要差。　　3.1.2pH值的影响　　系统对NH3-N的处理效果与出水pH值密切相关，图3为进水NH3-N为122mg/L左右时，出水NH3-N浓度与pH的关系。当pH大于8.1时，出水NH3-N才能降至10mg/L。同时，在试验中发现进水NH3-N浓度越大，要保持处理效果，要求出水pH越高（见表1）。pH值对硝化的影响是暂时性的，一旦pH恢复，硝化效果很快恢复正常。　A表1进出水NH3-N和出水pH值进水NH3-N(mg/L)65.272.891.3171.31

6、71.8出水NH3-N(mg/L)＜1＜1＜11211.3出水pH6.627.777.548.128.15　　3.1.3温度的影响　　初期，系统温度在20℃以上时，基本保持了良好的硝化效果。图4是有代表性几天的受温度波动影响时的处理效果。　　降温首先影响硝酸盐细菌，使NO2--N积累，但NH3-N去除率未受大的影响，出水NH3-N浓度依然较低（见图中24日）；30日，温度回升，NO2--N很快降低，系统恢复；当温度持续低于20℃，亚硝酸盐细菌也受到影响，NH3-N的去除也逐渐减小，硝化作用完全停止。　　3.1.4泥龄　　系统运行初期，进水NH3-N240mg/L左右，在未

7、受到冲击负荷和温度、pH的影响时，NH3-N去除率为99％以上，产物主要为NO3--N，硝化效果良好；运行300天以后，当系统进水NH3-N为120mg/L时，出水已经为1Omg/L左右了，而且出水主要为NO2--N。　　分析原因是因为代谢产物大部分为高分子物质，不能透过膜随出水排掉；同时，由于泥龄很长，相应的每天排泥量很少，也无法随排泥排出。运行初期代谢产物的积累还比较少，随着运行时间的增加在反应器内逐渐积累。当积累到一定程度，就对硝化产生抑制、由于硝酸盐细菌对环境比亚硝酸盐细菌敏感，硝酸盐细菌的活性几乎完全被抑制，出水中N